作为氧化物材料中的关键缺陷之一，氧空位对金属氧化物的性质与功能具有显著影响。得益于对氧空位的有效调控，许多氧化物材料可以表现出独特和优异的性能，如超导、快速氧离子传导、高效催化等。当前，学者们对于在颗粒表层以及薄膜材料中制备有序氧空位已经开展了广泛深入的研究，开发了多种构筑氧空位的手段，包括利用热激励（如氢化处理、退火处理等）或外场激励（如电场调控）等。然而，
如何在宏观氧化物块材中构筑稳定的有序氧空位结构始终是一项巨大的挑战。
这一难题的突破将有望推动金属氧化物材料在能源、环境等领域的创新应用。
近日，陈克新研究团队与合作者提出了一种简单且高效的有序氧空位构筑策略——
通过将热激活与施加电场相耦合（即ET处理）
，成功地在SrAl
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、TiO
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等氧化物材料中获得了有序的氧空位结构。研究团队通过先进的积分差分相位衬度（iDPC）成像技术和密度泛函理论（DFT）计算，揭示了有序氧空位的形成及电场对有序氧空位形成的促进机制。对于SrAl
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晶体，在预先存在同位置氧空位的情况下，施加电场后，8个晶格氧中O8位置氧空位的形成能最低。同时，在电场的作用下，材料从无序氧空位构型到有序氧空位构型的结构转变能垒显著降低（当施加 0.01 V/Å 的电场时，能垒降低40 meV）。得益于有序氧空位的形成，ET处理后的SrAl
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材料获得了具有更优能级分布的高浓度陷阱能级，能级主要分布从初始的0.65 eV附近降低至0.55 eV -0.61 eV。有序氧空位带来的能级优化使得SrAl
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材料的长余辉发光性能得到显著提升，其在激发停止1小时后的余辉强度达83 mcd/m
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，是未经过处理的对照样品的3.6倍。
